JP6793873B2

JP6793873B2 - 油圧駆動ファン制御装置

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Publication number: JP6793873B2
Application number: JP2020505508A
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Inventors: 貴照田中; 荒井　雅嗣; 雅嗣荒井; 佐藤　隆之; 隆之佐藤; 福田　直紀; 直紀福田; 池田　純; 純池田; 竜治河野
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Priority date: 2018-09-21
Filing date: 2018-09-21
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Description

本発明は、熱交換装置に対して冷却風を供給する油圧駆動ファンの制御装置に関する。

ダンプトラック等の建設機械には、エンジン冷却水を冷却するラジエータ、作動油を冷却するオイルクーラ等の熱交換装置と、熱交換装置に冷却風を供給する冷却ファンが搭載されている。このような冷却ファンとして、油圧モータによって駆動される油圧駆動ファンが知られている。油圧モータは、エンジン等の原動機によって駆動された油圧ポンプから吐出する圧油によって回転し、この油圧モータによって油圧駆動ファンが回転駆動される。

鉱山等の採掘現場で稼働するダンプトラックは、油圧ショベル等を用いて掘削された土砂等の積荷を荷台に積載し、この積荷を目的地まで搬送する。ダンプトラックは、稼働時間の大半を走行し、荷台に積荷が積載されるとき、および荷台に積載した積荷を荷下しするときには停車する。そして、ダンプトラックは、停車した状態でホイストシリンダによって荷台を傾斜させることにより、積荷の荷下し作業を行う。

ダンプトラックは、走行時にはエンジン回転数が比較的安定しているが、積荷作業や荷下し作業を行う場所に停車するときには、停車位置や走行速度を調整するためにエンジン回転数が細かく変動する。一方、荷下し作業時には、ホイストシリンダを伸縮させる速度、操作等に応じて油圧ポンプの吐出流量を変化させるため、エンジン回転数が細かく変動する。このように、エンジン回転数が変動すると、油圧ポンプの流量が変動するため、油圧駆動ファンの回転数も変動する。

一般に、油圧駆動ファンの回転数を制御する場合には、目標ファン回転数と実際のファン回転数との偏差が零となるようにフィードバック制御やＰＩ制御（比例、積分制御）が行われる。しかし、油圧駆動ファンの回転数を制御するために、フィードバック制御やＰＩ制御を用いた場合には、油圧駆動ファンを駆動するための油圧回路でピーク圧（サージ圧）、圧力ハンチングが発生し易くなる。これにより、油圧駆動ファンの回転数が変動し易くなるだけでなく、油圧回路を構成する油圧モータや油圧ホース等の油圧機器が損傷する不具合がある。一方、油圧駆動ファンの回転数が大きく急激に変動することにより、ファンのブレード等の損傷を招く。また、圧力ハンチングが発生すると、油圧回路を構成する油圧機器の内部で脈動（圧力変動）や繰返し応力が発生することにより、油圧機器の摩耗、強度の低下を招く。

これに対し、油圧モータによって駆動される油圧駆動ファンと、エンジンによって駆動され油圧モータに圧油を供給する可変容量型油圧ポンプと、可変容量型油圧ポンプの容量を制御する制御バルブと、この制御バルブに指令信号を供給するコントローラとを備えた油圧駆動ファンの制御装置が提案されている。この油圧駆動ファンの制御装置は、エンジン水温、作動油温、エンジン回転数に基づいてコントローラが目標ファン回転数を算出する。コントローラは、ファン回転数を目標ファン回転数に一致させるために必要な電流指令を制御バルブに出力し、ファン回転数をフィードバック制御する（特許文献１）。

特許文献１による油圧駆動ファンの制御装置では、ファン回転数の急激な変動を抑えるために、ファンの回転数制御がＰＩ制御によって行われ、制御バルブを大きく動かす必要があるときには積分動作が中止され、制御バルブの制御量が所定の変化量に抑えられる。これにより、油圧ポンプと油圧モータとの間を接続する油路にピーク圧が発生したり、油圧モータからの吐出圧が圧力ハンチングを発生するのを防止することができる。

特開２００９−２４３３８９号公報

しかし、特許文献１による油圧駆動ファンの制御装置は、制御バルブを大きく動かす必要があるときには、制御バルブの制御量が所定の変化量に抑えられるため、フィードバック制御の応答性が低下してしまう。油圧ポンプの吐出流量は、油圧ポンプの容量のみならずエンジン回転数にも大きく影響を受けるため、ダンプトラックのように積荷作業や荷下し作業時にエンジン回転数が細かく変動する場合には、ファン回転数を目標ファン回転数に一致させることができず、ファン回転数の変動を抑制することができない。この結果、油圧駆動ファンを駆動するための油圧回路でピーク圧、圧力ハンチングが発生してしまうという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、ファン回転数の変動を抑え、油圧回路内でのピーク圧やハンチングの発生を抑えることができるようにした油圧駆動ファン制御装置を提供することにある。

本発明は、原動機により駆動され容量可変部に入力される制御信号に応じて吐出容量を変化させる可変容量型油圧ポンプと、前記可変容量型油圧ポンプから供給される圧油により駆動される油圧モータと、前記油圧モータにより駆動される油圧駆動ファンと、前記可変容量型油圧ポンプと前記油圧モータとの間を接続する油路の途中に設けられ、パイロット部に入力される制御信号に応じて前記油圧モータに供給される圧油の流量を変化させる流量制御バルブと、前記原動機の回転数を検出する回転数検出器と、前記回転数検出器の検出値に基づいて前記可変容量型油圧ポンプおよび前記流量制御バルブに制御信号を出力するコントローラとを備えてなる油圧駆動ファン制御装置に適用される。

本発明の特徴は、前記コントローラは、前記回転数検出器の検出値が所定の閾値以上の値のままタイマー部の出力時間が一定時間以上継続したときには、前記油圧駆動ファンを第１の回転数で回転させるため前記流量制御バルブに第１のバルブ制御信号を出力し、前記閾値以上の値のまま前記タイマー部の出力時間が一定時間以上継続しないときには、前記油圧駆動ファンの回転を停止させるために前記流量制御バルブに流量が最小となる第２のバルブ制御信号を出力し、前記回転数検出器の検出値が前記閾値以上の値のまま前記タイマー部の出力時間が一定時間以上継続したときには、前記油圧駆動ファンを前記第１の回転数で回転させるため前記可変容量型油圧ポンプに第１のポンプ制御信号を出力し、前記閾値以上の値のまま前記タイマー部の出力時間が一定時間以上継続しないときには、前記油圧駆動ファンの回転を停止させるために前記可変容量型油圧ポンプに吐出容量が最小となる第２のポンプ制御信号を出力する演算制御部を備え、前記演算制御部は、前記回転数検出器の検出値が前記閾値以上の値のまま前記タイマー部の出力時間が一定時間以上継続せずかつ零より大きいときには、前記油圧駆動ファンを前記第１の回転数よりも少ない第２の回転数で回転させるため前記流量制御バルブに第３のバルブ制御信号を出力し、前記演算制御部は、前記回転数検出器の検出値が前記閾値以上の値のまま前記タイマー部の出力時間が一定時間以上継続せずかつ零より大きいときには、前記油圧駆動ファンを前記第１の回転数よりも少ない第２の回転数で回転させるため前記可変容量型油圧ポンプに第３のポンプ制御信号を出力することにある。

本発明によれば、演算制御部から流量制御バルブに第１のバルブ制御信号が出力され、可変容量型油圧ポンプに第１のポンプ制御信号が出力されることにより、油圧駆動ファンを第１の回転数で回転させることができる。一方、演算制御部から流量制御バルブに第２のバルブ制御信号が出力され、可変容量型油圧ポンプに第２のポンプ制御信号が出力されることにより、油圧駆動ファンの回転を停止させることができる。この結果、油圧駆動ファンの回転数が、原動機の回転数の変動に伴って細かく変動するのを抑えることができ、油圧駆動ファンに接続された油圧回路内でピーク圧やハンチングが発生するのを抑えることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る油圧駆動ファン制御装置の構成図である。油圧ポンプのレギュレータに入力されるポンプ制御量と油圧ポンプのポンプ容量との関係を示す特性線図である。流量制御バルブのパイロット部に入力されるバルブ制御量と流量制御バルブの開口面積との関係を示す特性線図である。コントローラによるファン所定回転数制御、ファンアイドリング回転数制御、ファン回転停止制御の判別処理を示す流れ図である。ファン所定回転数制御の処理内容を示す流れ図である。ファンアイドリング回転数制御の処理内容を示す流れ図である。ファン回転停止制御の処理内容を示す流れ図である。エンジン回転数と、油圧ポンプのポンプ容量と、油圧モータの回転数との関係を経時的に示す特性線図である。第２の実施の形態に係る油圧駆動ファン制御装置の構成図である。可変リリーフバルブの圧力制御部に入力されるリリーフ圧制御量と可変リリーフバルブのリリーフ圧との関係を示す特性線図である。ファン所定回転数制御の処理内容を示す流れ図である。ファンアイドリング回転数制御の処理内容を示す流れ図である。ファン回転停止制御の処理内容を示す流れ図である。第３の実施の形態によるファン所定回転数制御、ファン回転停止制御の判別処理を示す流れ図である。ファン所定回転数制御の処理内容を示す流れ図である。ファン回転停止制御の処理内容を示す流れ図である。エンジン回転数と、油圧ポンプのポンプ容量と、油圧モータの回転数との関係を経時的に示す特性線図である。

本発明は、以下に説明する複数の発明を包含する発明群に属する発明であり、以下に、その発明群の実施の形態として、第１ないし第３の実施の形態について説明するが、そのうち、第１および第２の実施の形態が、本出願人が特許請求の範囲に記載した発明に対応するものである。
以下、本発明に係る油圧駆動ファン制御装置について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１ないし図８は本発明の第１の実施の形態を示している。図１に示す油圧駆動ファン制御装置１は、例えばダンプトラック等の建設機械に搭載されている。油圧駆動ファン制御装置１は、油圧ポンプ２、油圧モータ６、油圧駆動ファン７、流量制御バルブ８、回転数検出器１４、圧力検出器１５、コントローラ１６等により構成されている。

可変容量型油圧ポンプ２（以下、油圧ポンプ２という）は、タンク３と共に油圧源を構成している。油圧ポンプ２は、エンジン４の出力軸４Ａに接続され、エンジン４によって駆動される。油圧ポンプ２の吸入ポートはタンク３に接続され、油圧ポンプ２の吐出ポートは、ファン管路５を介して油圧モータ６の流入ポートに接続されている。油圧ポンプ２は、タンク３内の作動油を吸込み、ファン管路５に圧油を吐出する。油圧ポンプ２の吐出流量Ｑ１（Ｌ/min）は、油圧ポンプ２のポンプ容量ｑ１（cc/rev）とエンジン４のエンジン回転数Ｎ１（min^−１）とを乗じた値となる。

油圧ポンプ２は、例えば斜板２Ａの傾転角を変化させることによりポンプ容量が変化するもので、容量可変部としての電磁駆動式のレギュレータ２Ｂを有している。レギュレータ２Ｂは、コントローラ１６から供給されるポンプ制御量Ｃｐ（Ａ）に応じて斜板２Ａの傾転角を変化させ、油圧ポンプ２のポンプ容量を変化させる。ポンプ制御量Ｃｐは、コントローラ１６からの指令電流（ポンプ制御信号）としてレギュレータ２Ｂに供給される。なお、油圧ポンプ２を駆動する原動機としては、電動モータ、あるいはエンジンと電動モータとを組合せたハイブリッド式の原動機を用いることができる。

油圧モータ６は、固定容量型の油圧モータにより構成されている。油圧モータ６の出力軸６Ａには、油圧駆動ファン７が取付けられている。油圧モータ６は、油圧ポンプ２から流入ポートに供給される圧油によって駆動され、油圧駆動ファン７を回転させる。油圧モータ６の流入ポートは、ファン管路５を介して油圧ポンプ２の吐出ポートに接続され、油圧モータ６の流出ポートはタンク３に接続されている。ここで、油圧モータ６の回転数Ｎ２（min^−１）は、流量制御バルブ８を通過して油圧モータ６に供給される圧油の流量Ｑ２（Ｌ/min）を、油圧モータ６の容量ｑ２（cc/rev）で除した値となる。

油圧駆動ファン７は、油圧モータ６の出力軸６Ａに取付けられ、油圧モータ６によって駆動される。本実施の形態では、油圧駆動ファン７の回転数と油圧モータ６の回転数とは同一である。油圧駆動ファン７は軸流ファンからなり、例えばダンプトラックに搭載されたラジエータ、オイルクーラ等の熱交換器（いずれも図示せず）に対して冷却風を供給する。ここで、油圧駆動ファン７のある回転数における動力Ｌ２（ｋＷ）と、油圧モータ６に供給される圧油の圧力Ｐ２（ＭＰａ）と、流量制御バルブ８を通過して油圧モータ６に供給される圧油の流量Ｑ２（Ｌ/min）とは、下記数１の関係を有している。

流量制御バルブ８は、油圧ポンプ２と油圧モータ６との間に位置してファン管路５の途中に設けられている。流量制御バルブ８は、パイロット部としてのソレノイド部８Ａを有する電磁弁により構成されている。流量制御バルブ８は、ソレノイド部８Ａにコントローラ１６からの制御信号が入力されることにより、ばね８Ｂに抗して開弁する。流量制御バルブ８は、コントローラ１６からソレノイド部８Ａに入力されるバルブ制御量Ｃｖ（Ａ）に応じて、開口面積（バルブ開度）を変化させる。バルブ制御量Ｃｖは、コントローラ１６からの指令電流（バルブ制御信号）としてソレノイド部８Ａに供給される。

ここで、流量制御バルブ８を通過して油圧モータ６に供給される圧油の流量Ｑ２（Ｌ/min）は、下記数２によって求めることができる。なお、数２において、Ｃは縮流係数である。縮流係数Ｃは、ファン管路５および流量制御バルブ８の流路の形状、圧油の流速、圧油の粘度によって定められる。Ａ１（ｍｍ^２）は、流量制御バルブ８の開口面積である。Ｐ１（ＭＰａ）は、油圧ポンプ２の吐出圧（ファン管路５内の圧油の圧力）である。Ｐ２（ＭＰａ）は、油圧モータ６に供給される圧油の圧力である。ρ（ｋｇ/ｍ^３）は、圧油の密度である。

チェックバルブ９は、油圧モータ６と流量制御バルブ８との間に位置してファン管路５の途中に接続されている。チェックバルブ９は、タンク３からファン管路５に向かう作動油の流れを許し、逆向きの流れを阻止している。例えば油圧駆動ファン７が回転している状態で、流量制御バルブ８の開口面積が零となって油圧モータ６への圧油の供給が停止された場合には、油圧モータ６の流入ポート側に負圧が発生する。チェックバルブ９は、油圧モータ６の流入ポート側に負圧が発生したときに、タンク３内の作動油を油圧モータ６の流入ポートに供給する。これにより、油圧モータ６の回転数が急激に変動（停止）するのを抑えることができる。

リリーフバルブ１０は、ファン管路５の途中に設けられている。リリーフバルブ１０の流入ポートはファン管路５に接続され、リリーフバルブ１０の流出ポートはタンク３に接続されている。リリーフバルブ１０は、油圧ポンプ２からファン管路５に吐出される圧油の吐出圧を設定し、設定された吐出圧を越える過剰圧をタンク３に排出する。リリーフバルブ１０は、油圧駆動ファン７を駆動するための油圧回路内の最大圧力を規定している。

作業機管路１１は、ファン管路５の途中に設けられた分岐点５Ａに接続されている。分岐点５Ａは、油圧ポンプ２と流量制御バルブ８との間に配置されている。作業機管路１１には、油圧アクチュエータからなる作業機１２が接続されている。作業機１２としては、例えばダンプトラックの荷台を昇降させるホイストシリンダ等の油圧アクチュエータ（図示せず）が用いられ、油圧ポンプ２からの圧油が供給されることにより、ダンプトラックの荷台を昇降させる。

作業機操作装置１３は、例えばダンプトラックの運転室（図示せず）に設けられている。作業機操作装置１３は、ホイストシリンダ等の作業機１２を駆動するために操作され、作業機操作装置１３の操作量に応じて作業機１２が駆動される。作業機操作装置１３は、コントローラ１６の入力部１６Ａに接続され、作業機操作装置１３に対する操作量に応じた検出信号が入力部１６Ａに供給される。

回転数検出器１４は、エンジン４の近傍に設けられ、コントローラ１６の入力部１６Ａに接続されている。回転数検出器１４は、エンジン４の出力軸４Ａの回転数であるエンジン回転数Ｎ１（min^-1）を検出し、この回転数に応じた検出信号をコントローラ１６の入力部１６Ａに供給する。

圧力検出器１５は、油圧ポンプ２と流量制御バルブ８との間に位置してファン管路５の途中に設けられている。圧力検出器１５は、コントローラ１６の入力部１６Ａに接続されている。圧力検出器１５は、ファン管路５に吐出した油圧ポンプ２の吐出圧Ｐ１（ＭＰａ）を検出し、この圧力に応じた検出信号をコントローラ１６の入力部１６Ａに供給する。

コントローラ１６は、入力部１６Ａ、出力部１６Ｂ、記憶部１６Ｃ、演算制御部１６Ｄ、タイマー部１６Ｅ等を有している。入力部１６Ａは、作業機操作装置１３、回転数検出器１４、圧力検出器１５に接続されている。出力部１６Ｂは、油圧ポンプ２のレギュレータ２Ｂ、流量制御バルブ８のソレノイド部８Ａに接続されている。演算制御部１６Ｄは、入力部１６Ａに供給された作業機操作装置１３、回転数検出器１４、圧力検出器１５からの検出信号、およびタイマー部１６Ｅからの出力時間に基づいて、油圧ポンプ２のレギュレータ２Ｂ、および流量制御バルブ８のソレノイド部８Ａに制御信号を供給する。即ち、演算制御部１６Ｄは、バルブ制御部とポンプ制御部を構成している。タイマー部１６Ｅは、演算制御部１６Ｄに接続されている。

ここで、油圧ポンプ２のレギュレータ２Ｂに入力されるポンプ制御信号としてのポンプ制御量Ｃｐ（Ａ）と、油圧ポンプ２のポンプ容量ｑ１（cc/rev）との関係は、図２の特性線図のようになる。即ち、ポンプ制御量Ｃｐが、第１のポンプ制御信号である第１ポンプ制御量Ｃｐ１となる場合には、ポンプ容量ｑ１は、後述するファン所定回転数時のポンプ容量ｑ１ｐとなる。ポンプ制御量Ｃｐが、第２のポンプ制御信号である第２ポンプ制御量Ｃｐ２以上となる場合には、ポンプ容量ｑ１は、最小のポンプ容量ｑ１ｍとなる。ポンプ制御量Ｃｐが、第３のポンプ制御信号である第３ポンプ制御量Ｃｐ３となる場合には、ポンプ容量ｑ１は、後述するファンアイドリング回転数時のポンプ容量ｑ１ｉとなる。

一方、流量制御バルブ８のソレノイド部８Ａに入力されるバルブ制御信号としてのバルブ制御量Ｃｖ（Ａ）と、流量制御バルブ８の開口面積Ａ１（ｍｍ^２）との関係は、図３の特性線図のようになる。即ち、バルブ制御量Ｃｖが、第１のバルブ制御信号である第１バルブ制御量Ｃｖ１以下となる場合には、開口面積Ａ１は最大の開口面積となる。バルブ制御量Ｃｖが、第２のバルブ制御信号である第２バルブ制御量Ｃｖ２以上となる場合には、開口面積Ａ１は零（０）となる。バルブ制御量Ｃｖが、第３のバルブ制御信号である第３バルブ制御量Ｃｖ３となる場合には、開口面積Ａ１は、ファンアイドリング回転数時の開口面積Ａ１ｉとなる。

第１の実施の形態による油圧駆動ファン制御装置１は、上述の如き構成を有している。次に、油圧駆動ファン制御装置１の作動について、図４ないし図７を参照して説明する。

油圧駆動ファン制御装置１が搭載されたダンプトラックが停止状態から始動した場合には、コントローラ１６は、図４に示される判別処理を行う。これにより、コントローラ１６は、油圧駆動ファン７に対し、ファン所定回転数制御、ファンアイドリング回転数制御、ファン回転停止制御のいずれを適用するか判別する。このとき、コントローラ１６の演算制御部１６Ｄは、ファン所定回転数フラグの初期値をオフ、ファンアイドリング回転数フラグの初期値をオフ、ファン回転停止フラグの初期値をオンに設定する。また、油圧ポンプ２は、レギュレータ２Ｂによって最小のポンプ容量ｑ１ｍに設定されている。

まず、コントローラ１６は、ステップ１において、回転数検出器１４により検出されたエンジン回転数Ｎ１と、作業機操作装置１３の操作量とを取得し、記憶部１６Ｃに記憶する。記憶部１６Ｃには、過去の複数個のエンジン回転数Ｎ１が記憶されている。記憶されるエンジン回転数Ｎ１の個数が最大値に達した場合には、順次に最新のエンジン回転数Ｎ１に更新される。

次に、ステップ２において、演算制御部１６Ｄは、作業機操作装置１３によって作業機１２が操作されているか否かを判定する。ステップ２において「ＹＥＳ」と判定した場合、即ち、作業機１２が操作されている場合にはステップ３に進み、図７に示すファン回転停止制御を行う。

ステップ２において「ＮＯ」と判定した場合、即ち、作業機１２が操作されていない場合にはステップ４に進む。演算制御部１６Ｄは、ステップ４において、エンジン回転数Ｎ１が所定の閾値（以下、所定エンジン回転数Ｎ１ｓという）以上となる継続時間を計測する。この場合、演算制御部１６Ｄは、記憶部１６Ｃに記憶された複数個のエンジン回転数Ｎ１と、エンジン回転数Ｎ１の記憶処理を行うインターバル時間（タイマー部１６Ｅの出力時間を基にした記憶部１６Ｃの記憶周期）とに基づいて、所定エンジン回転数Ｎ１ｓ以上となる継続時間を計測する。

次に、演算制御部１６Ｄは、ステップ５において、エンジン回転数Ｎ１が所定エンジン回転数Ｎ１ｓ以上の値のまま、タイマー部１６Ｅの出力時間が一定時間以上継続しているか否かを判定する。ステップ５で「ＮＯ」と判定した場合にはステップ６に進み、図６に示すファンアイドリング回転数制御を行う。一方、ステップ５で「ＹＥＳ」と判定した場合にはステップ７に進み、図５に示すファン所定回転数制御を行う。

このように、コントローラ１６は、作業機１２が操作されていない状態で、エンジン回転数Ｎ１が所定エンジン回転数Ｎ１ｓ以上の値のまま、タイマー部１６Ｅの出力時間が一定時間以上に亘って継続している場合には、ファン所定回転数制御を行う。このファン所定回転数制御は、油圧駆動ファン７を、第１の回転数であるファン所定回転数で回転させる。また、コントローラ１６は、作業機１２が操作されていない状態で、エンジン回転数Ｎ１が所定エンジン回転数Ｎ１ｓ以上の値のまま、タイマー部１６Ｅの出力時間が一定時間以上に亘って継続していない場合には、ファンアイドリング回転数制御を行う。このファンアイドリング回転数制御は、油圧駆動ファン７を、ファン所定回転数よりも低速な第２の回転数であるファンアイドリング回転数で回転させる。さらに、コントローラ１６は、作業機１２が操作された場合には、油圧駆動ファン７を停止させるファン回転停止制御を行う。

次に、コントローラ１６によるファン所定回転数制御について、図５を参照しつつ説明する。この場合、油圧駆動ファン７のファン所定回転数は、エンジン回転数Ｎ１が閾値である所定エンジン回転数Ｎ１ｓ以上の値のまま、タイマー部１６Ｅの出力時間が一定時間以上継続したときに設定される第１の回転数に対応している。

図５に示すファン所定回転数制御において、演算制御部１６Ｄは、ステップ１１でファンアイドリング回転数フラグをオフとした後、ステップ１２において、ファン所定回転数時の油圧ポンプ２のポンプ容量ｑ１ｐを記憶部１６Ｃから読み込む。ファン所定回転数時のポンプ容量ｑ１ｐは予め定められ、記憶部１６Ｃに記憶されている。

次に、ステップ１３において、演算制御部１６Ｄは、ファン回転停止フラグがオンになっているか否かを判定する。ステップ１３で「ＮＯ」と判定した場合には、ステップ１７に進み、ステップ１３で「ＹＥＳ」と判定した場合には、ステップ１４に進む。ステップ１４において、演算制御部１６Ｄは、油圧ポンプ２のレギュレータ２Ｂに出力されるポンプ制御量Ｃｐが、油圧ポンプ２を最小のポンプ容量ｑ１ｍとするための第２ポンプ制御量（第２のポンプ制御信号）Ｃｐ２であるか否かを判定する。

ステップ１４で「ＮＯ」と判定した場合には、ステップ１５に進む。ステップ１５において、演算制御部１６Ｄは、油圧ポンプ２のレギュレータ２Ｂに第２ポンプ制御量Ｃｐ２を出力し、油圧ポンプ２を最小のポンプ容量ｑ１ｍとした後、ステップ１６に進む。このように、油圧駆動ファン７がファン所定回転数へと移行する初期段階では、ステップ１３からステップ１５を実行することにより、油圧駆動ファン７の始動時における油圧ポンプ２のポンプ容量ｑ１が一度最小のポンプ容量ｑ１ｍとなる。この結果、油圧駆動ファン７の回転が急激に変動するのを抑えることができる。

ステップ１４で「ＹＥＳ」と判定した場合には、演算制御部１６Ｄは、ステップ１６において、ファン回転停止フラグをオフにした後、ステップ１７に進む。ステップ１７において、演算制御部１６Ｄは、流量制御バルブ８のソレノイド部８Ａに出力されるバルブ制御量Ｃｖが、流量制御バルブ８の開口面積Ａ１を最大とするための第１バルブ制御量（第１のバルブ制御信号）Ｃｖ１であるか否かを判定する。ステップ１７で「ＮＯ」と判定した場合には、演算制御部１６Ｄは、ステップ１８において、第１バルブ制御量Ｃｖ１をソレノイド部８Ａに出力し、流量制御バルブ８の開口面積Ａ１を最大とする。この場合、演算制御部１６Ｄは、第１バルブ制御量Ｃｖ１を所定の単位時間あたりの所定の変化量をもってソレノイド部８Ａに出力する。このように、油圧駆動ファン７がファン所定回転数へと移行する初期段階では、ステップ１７およびステップ１８を実行することにより、油圧駆動ファン７の始動時に油圧モータ６に供給される圧油の流量を徐々に増大させることができる。この結果、油圧駆動ファン７の回転が急激に変動するのを抑えることができる。

ステップ１７で「ＹＥＳ」と判定した場合には、演算制御部１６Ｄは、ステップ１９において、油圧ポンプ２のレギュレータ２Ｂに出力されるポンプ制御量Ｃｐが、油圧ポンプ２をファン所定回転数時のポンプ容量ｑ１ｐとするための第１ポンプ制御量（第１のポンプ制御信号）Ｃｐ１であるか否かを判定する。ステップ１９で「ＮＯ」と判定した場合には、演算制御部１６Ｄは、ステップ２０において、第１ポンプ制御量Ｃｐ１をレギュレータ２Ｂに出力し、油圧ポンプ２をファン所定回転数時のポンプ容量ｑ１ｐとする。この場合、演算制御部１６Ｄは、第１ポンプ制御量Ｃｐ１を、所定の単位時間あたりの所定の変化量をもって出力する。このように、油圧駆動ファン７がファン所定回転数へと移行する初期段階では、ステップ１９およびステップ２０を実行することにより、油圧駆動ファン７の始動時に油圧ポンプ２のポンプ容量ｑ１をファン所定回転数時のポンプ容量ｑ１ｐへと徐々に増大させることができる。この結果、油圧駆動ファン７の回転が急激に変動するのを抑えることができる。

ステップ１９で「ＹＥＳ」と判定した場合には、油圧ポンプ２のポンプ容量ｑ１がファン所定回転数時のポンプ容量ｑ１ｐとなっているため、油圧モータ６は、油圧駆動ファン７をファン所定回転数で回転させることができる。そして、演算制御部１６Ｄは、ステップ２１において、ファン所定回転数フラグをオンにした後、制御処理を終了する。

次に、コントローラ１６によるファンアイドリング回転数制御について、図６を参照しつつ説明する。この場合、油圧駆動ファン７のファンアイドリング回転数は、エンジン回転数Ｎ１が閾値である所定エンジン回転数Ｎ１ｓ以上の値のまま、タイマー部１６Ｅの出力時間が一定時間以上継続しないときに設定される第２の回転数に対応している。ファンアイドリング回転数は、第１の回転数であるファン所定回転数よりも低速で、零（回転停止の状態）よりも多い値に設定されている。

図６に示すファンアイドリング回転数制御において、演算制御部１６Ｄは、ステップ３１でファン所定回転数フラグをオフとした後、ステップ３２に進む。ステップ３２において、演算制御部１６Ｄは、ファンアイドリング回転数時の油圧モータ６に供給される圧油の圧力Ｐ２ｉ（ＭＰａ）、流量制御バルブ８を通過する圧油の流量Ｑ２ｉ（Ｌ/min）、油圧ポンプ２のポンプ容量ｑ１ｉ（cc/rev）を記憶部１６Ｃから読み込む。ファンアイドリング回転数時の圧力Ｐ２ｉ、流量Ｑ２ｉ、ポンプ容量ｑ１ｉは予め定められ、記憶部１６Ｃに記憶されている。

次に、ステップ３３において、演算制御部１６Ｄは、圧力検出器１５からの検出信号に基づいて、油圧ポンプ２の吐出圧Ｐ１を取得する。続くステップ３４において、演算制御部１６Ｄは、ファン回転停止フラグがオンになっているか否かを判定する。ステップ３４で「ＮＯ」と判定した場合には、ステップ３８に進み、ステップ３４で「ＹＥＳ」と判定した場合には、ステップ３５に進む。

ステップ３５において、演算制御部１６Ｄは、油圧ポンプ２のレギュレータ２Ｂに出力されるポンプ制御量Ｃｐが、油圧ポンプ２を最小のポンプ容量ｑ１ｍとするための第２ポンプ制御量（第２のポンプ制御信号）Ｃｐ２であるか否かを判定する。ステップ３５で「ＮＯ」と判定した場合には、演算制御部１６Ｄは、ステップ３６において、レギュレータ２Ｂに第２ポンプ制御量Ｃｐ２を出力し、油圧ポンプ２を最小のポンプ容量ｑ１ｍとする。このように、油圧駆動ファン７がファンアイドリング回転数へと移行する初期段階では、ステップ３４からステップ３６を実行することにより、油圧駆動ファン７の始動時における油圧ポンプ２のポンプ容量ｑ１が一度最小となる。この結果、油圧駆動ファン７の回転が急激に変動するのを抑えることができる。

ステップ３５で「ＹＥＳ」と判定した場合には、演算制御部１６Ｄは、ステップ３７において、ファン回転停止フラグをオフにした後、ステップ３８に進む。

ステップ３８において、演算制御部１６Ｄは、油圧ポンプ２のレギュレータ２Ｂに出力されるポンプ制御量Ｃｐが、油圧ポンプ２をファンアイドリング回転数時のポンプ容量ｑ１ｉとするための第３ポンプ制御量（第３のポンプ制御信号）Ｃｐ３であるか否かを判定する。ステップ３８で「ＮＯ」と判定した場合には、演算制御部１６Ｄは、ステップ３９において、第３ポンプ制御量Ｃｐ３をレギュレータ２Ｂに出力し、油圧ポンプ２をファンアイドリング回転数時のポンプ容量ｑ１ｉとする。この場合、演算制御部１６Ｄは、第３ポンプ制御量Ｃｐ３を所定の単位時間あたりの所定の変化量をもって出力する。このように、油圧駆動ファン７がファンアイドリング回転数へと移行する初期段階では、ステップ３８およびステップ３９を実行することにより、油圧駆動ファン７の始動時に油圧ポンプ２のポンプ容量ｑ１をファンアイドリング回転数時のポンプ容量ｑ１ｉへと徐々に増大させることができる。この結果、油圧駆動ファン７の回転が急激に変動するのを抑えることができる。

ステップ３８で「ＹＥＳ」と判定した場合には、演算制御部１６Ｄは、ステップ４０において、ファンアイドリング回転数フラグをオンにした後、ステップ４１に進む。ステップ４１において、演算制御部１６Ｄは、油圧駆動ファン７をファンアイドリング回転数に制御するため、流量制御バルブ８のソレノイド部８Ａに出力する第３バルブ制御量（第３のバルブ制御信号）Ｃｖ３を算出する。この場合、演算制御部１６Ｄは、油圧モータ６に供給される圧油の流量Ｑ２が、ファンアイドリング回転数時の流量Ｑ２ｉとなるための流量制御バルブ８の開口面積Ａ１ｉを算出する。流量制御バルブ８の開口面積Ａ１ｉは、前記数２に基づき、かつ油圧モータ６に供給される圧油の圧力Ｐ２を、ファンアイドリング回転数時に油圧モータ６に供給される圧油の圧力Ｐ２ｉとした上で、下記数３によって算出される。そして、演算制御部１６Ｄは、流量制御バルブ８を開口面積Ａ１ｉとするため、流量制御バルブ８のソレノイド部８Ａに出力する第３バルブ制御量Ｃｖ３を算出する。

次に、演算制御部１６Ｄは、ステップ４２において、流量制御バルブ８のソレノイド部８Ａに、算出した第３バルブ制御量Ｃｖ３を出力する。これにより、流量制御バルブ８の開口面積Ａ１は、ファンアイドリング回転数時の開口面積Ａ１ｉとなり、油圧モータ６は、油圧駆動ファン７をファンアイドリング回転数で回転させることができる。そして、演算制御部１６Ｄは、制御処理を終了する。

次に、コントローラ１６によるファン回転停止制御について、図７を参照しつつ説明する。

図７に示されるファン回転停止制御において、演算制御部１６Ｄは、ステップ５１でファン所定回転数フラグおよびファンアイドリング回転数フラグをオフとし、ファン回転停止フラグをオンとした後、ステップ５２に進む。

ステップ５２において、演算制御部１６Ｄは、回転数検出器１４により検出されたエンジン回転数Ｎ１と、圧力検出器１５により検出された油圧ポンプ２の吐出圧Ｐ１と、作業機操作装置１３の操作量とを取得する。

次に、ステップ５３において、演算制御部１６Ｄは、流量制御バルブ８のソレノイド部８Ａに出力されるバルブ制御量Ｃｖが、流量制御バルブ８の開口面積Ａ１を零とするための第２バルブ制御量（第２のバルブ制御信号）Ｃｖ２であるか否かを判定する。ステップ５３において、「ＮＯ」と判定した場合には、演算制御部１６Ｄは、ステップ５４で流量制御バルブ８のソレノイド部８Ａに対し、第２バルブ制御量Ｃｖ２を出力する。これにより、流量制御バルブ８の開口面積Ａ１が零となり、油圧モータ６の回転数Ｎ２は零へと移行する。

ステップ５３において、「ＹＥＳ」と判定した場合には、演算制御部１６Ｄは、ステップ５５において、ステップ５２で取得したエンジン回転数Ｎ１と、油圧ポンプ２の吐出圧Ｐ１と、作業機操作装置１３の操作量とに基づいて、作業機１２の動作に必要なポンプ制御量Ｃｐを算出する。

次に、ステップ５６において、演算制御部１６Ｄは、算出したポンプ制御量Ｃｐを油圧ポンプ２のレギュレータ２Ｂに出力し、油圧ポンプ２を、作業機１２の動作に必要なポンプ容量ｑ１とする。これにより、作業機１２は、油圧ポンプ２から供給される圧油によって作動することができる。そして、演算制御部１６Ｄは、制御処理を終了する。

次に、第１の実施の形態による油圧駆動ファン制御装置１の作用効果について、図８を参照しつつ説明する。図８は、ダンプトラックの稼動時におけるエンジン回転数Ｎ１、油圧ポンプ２のポンプ容量ｑ１、油圧モータ６の回転数Ｎ２の変化を経時的に示している。

まず、時点ｔ０からｔ１までの間は、ダンプトラックが、例えば荷下し場所に向けて走行している状態である。この時点ｔ０からｔ１までの間は、特性線１７で示すエンジン回転数Ｎ１は、閾値となる所定エンジン回転数Ｎ１ｓ以上の値を、一定時間以上継続している。従って、時点ｔ０からｔ１までの間は、油圧駆動ファン７は、図５に示すファン所定回転数制御によって制御される。これにより、特性線１８で示す油圧ポンプ２のポンプ容量ｑ１は、時点ｔ０からｔ１までの間は、ファン所定回転数時のポンプ容量ｑ１ｐとなる。また、流量制御バルブ８の開口面積Ａ１は、最大となる。この結果、油圧駆動ファン７を駆動する油圧モータ６の回転数Ｎ２は、特性線１９で示すように、時点ｔ０からｔ１までの間はファン所定回転数となる。

次に、時点ｔ１からｔ２までの間は、ダンプトラックが荷下し場所の近くで減速を開始し、荷下し場所で停止する。エンジン回転数Ｎ１は、速度調整のために特性線１７のように細かく変動し、エンジン回転数Ｎ１が所定エンジン回転数Ｎ１ｓ未満になると、油圧駆動ファン７は、図６に示すファンアイドリング回転数制御によって制御される。従って、油圧ポンプ２のポンプ容量ｑ１は、特性線１８のようにファンアイドリング回転数時のポンプ容量ｑ１ｉへと移行する。また、流量制御バルブ８の開口面積Ａ１は、ファンアイドリング回転数時の開口面積Ａ１ｉに制御され、流量制御バルブ８を通過して油圧モータ６に供給される圧油の流量は、ファンアイドリング回転数時の流量Ｑ２ｉに制御される。これにより、油圧駆動ファン７を駆動する油圧モータ６の回転数Ｎ２は、特性線１９のようにファンアイドリング回転数に移行する。この結果、油圧モータ６に供給される圧油の流量Ｑ２が、エンジン回転数Ｎ１の変動に伴って細かく変動するのを抑え、油圧駆動ファン７の回転数が急激に変動するのを抑えることができる。

ここで、油圧ポンプ２のポンプ容量ｑ１は、ファンアイドリング回転数時のポンプ容量ｑ１ｉを保持するが、エンジン回転数Ｎ１が変動するため、油圧ポンプ２の吐出流量Ｑ１は変動する。しかし、流量制御バルブ８の開口面積Ａ１は、ファンアイドリング回転数時の開口面積Ａ１ｉに制御されている。このため、流量制御バルブ８を通過して油圧モータ６に供給される圧油の流量Ｑ２は、ファンアイドリング回転数時の流量Ｑ２ｉを保つことができ、油圧駆動ファン７の回転数の変動を抑えることができる。

次に、時点ｔ２において、ダンプトラックは荷下し場所に停止し、荷下し作業を行うため、作業機操作装置１３の操作に応じて作業機１２が作動する。これにより、作業機１２に油圧ポンプ２からの圧油が供給され、エンジン回転数Ｎ１は、作業機１２の作動状態に応じて、特性線１７のように細かく変動する。このとき、作業機操作装置１３の操作量に応じた信号がコントローラ１６に入力され、油圧駆動ファン７は、図７に示すファン回転停止制御によって制御される。これにより、流量制御バルブ８の開口面積Ａ１は零に移行し、タンク３内の作動油は、チェックバルブ９を通じて油圧モータ６の流入ポートに供給される。従って、油圧モータ６は惰性によって回転し、油圧モータ６の回転数Ｎ２は、徐々に低下していく。

そして、時点ｔ２からｔ３の間は、ダンプトラックが荷下し作業を行っており、油圧ポンプ２の吐出流量Ｑ１は、作業機１２に対する操作状態に応じて増減する。このため、エンジン回転数Ｎ１は、特性線１７のように細かく変動する。このとき、流量制御バルブ８の開口面積Ａ１は零のままであるため、油圧モータ６の惰性による回転が停止した後には、特性線１９のように、油圧モータ６の回転数Ｎ２は零となる。この結果、作業機１２が作動している間は、油圧駆動ファン７の回転数の変動を抑えることができる。

次に、時点ｔ３において、ダンプトラックは、荷下し作業を終了し、例えば荷下し場所から積荷場所に向けて走行を開始する。このとき、ダンプトラックの速度が上昇していくときに、エンジン回転数Ｎ１は特性線１７のように変動し、油圧駆動ファン７は、図６に示すファンアイドリング回転数制御によって制御される。このとき、油圧ポンプ２のポンプ容量ｑ１は、特性線１８のように最小値に設定された後、所定の単位時間あたりの所定の変化量で、ファンアイドリング回転数時のポンプ容量ｑ１ｉに移行する。また、流量制御バルブ８の開口面積Ａ１は、ファンアイドリング回転数時の開口面積Ａ１ｉに制御され、油圧モータ６に供給される圧油の流量Ｑ２は、ファンアイドリング回転数時の流量Ｑ２ｉとなる。

そして、時点ｔ３からｔ４までの間は、ダンプトラックが走行速度を調整するため、エンジン回転数Ｎ１は特性線１７のように変動する。このとき、油圧ポンプ２のポンプ容量ｑ１は、ファンアイドリング回転数時のポンプ容量ｑ１ｉを保っているが、エンジン回転数Ｎ１が変動することにより、油圧ポンプ２の吐出流量Ｑ１は変動する。しかし、流量制御バルブ８の開口面積Ａ１は、ファンアイドリング回転数時の開口面積Ａ１ｉに制御されている。このため、流量制御バルブ８を通過して油圧モータ６に供給される圧油の流量Ｑ２は、ファンアイドリング回転数時の流量Ｑ２ｉを保つことができ、油圧駆動ファン７の回転数の変動を抑えることができる。

次に、ダンプトラックの走行速度が上昇し、時点ｔ４においてエンジン回転数Ｎ１が所定エンジン回転数Ｎ１ｓに達する。このとき、ダンプトラックが、荷下し場所付近で速度調整している場合や、作業機１２を用いた荷下し作業を行っている場合と区別する必要がある。このため、エンジン回転数Ｎ１が、所定エンジン回転数Ｎ１ｓ以上の値を、時点ｔ４から一定時間ｔｓ以上となる時点ｔ５まで継続するまでの間は、ファンアイドリング回転数制御が行われる。

そして、時点ｔ５において、エンジン回転数Ｎ１が、所定エンジン回転数Ｎ１ｓ以上の値を一定時間ｔｓ以上継続したときには、油圧駆動ファン７は、図５に示すファン所定回転数制御によって制御される。これにより、流量制御バルブ８の開口面積Ａ１は、所定の単位時間あたりの所定の変化量で最大となる。また、油圧ポンプ２のポンプ容量ｑ１は、特性線１８で示すように、所定の単位時間あたりの所定の変化量で、ファン所定回転数時のポンプ容量ｑ１ｐとなる。これにより、油圧モータ６の回転数Ｎ２は、特性線１９で示すように、時点ｔ５から緩やかにファン所定回転数へと移行する。この結果、油圧駆動ファン７の回転数が、エンジン回転数Ｎ１の変動に伴って急激に変化するのを抑え、油圧駆動ファン７の回転の変動を抑制することができる。

次に、時点ｔ５からｔ６までの間は、例えばダンプトラックが積荷場所に向けて走行している状態であり、エンジン回転数Ｎ１は、一定時間ｔｓ以上にわたって所定エンジン回転数Ｎ１ｓ以上の値を保っている。この時点ｔ５からｔ６までの間は、ファン所定回転数制御が継続される。そして、時点ｔ６において、ダンプトラックが減速走行に移行し、エンジン回転数Ｎ１が所定エンジン回転数Ｎ１ｓ未満となると、油圧駆動ファン７は、上述した時点ｔ１と同様に、ファンアイドリング回転数制御によって制御される。

かくして、第１の実施の形態による油圧駆動ファン制御装置１は、ダンプトラックの稼働時に、エンジン回転数Ｎ１が変動したとしても、油圧モータ６の回転数Ｎ２を、ファン所定回転数、ファンアイドリング回転数、零の３種類に設定することができる。これにより、油圧ポンプ２のポンプ容量ｑ１を制御して油圧ポンプ２の吐出流量Ｑ１の変動を抑えることができる。また、流量制御バルブ８の開口面積Ａ１を制御して油圧モータ６に供給される圧油の流量Ｑ２、圧力Ｐ２を制御することができる。従って、油圧モータ６の回転数Ｎ２が、エンジン回転数Ｎ１の変動に伴って細かく変動するのを抑えることができる。この結果、油圧回路内でのピーク圧やハンチングの発生を抑えることができ、油圧回路を構成する油圧モータ６、ファン管路５等の油圧機器の寿命を延ばすことができる。

しかも、油圧駆動ファン制御装置１は、油圧駆動ファン７を停止状態から回転させるときには、油圧ポンプ２のポンプ容量ｑ１を一度最小のポンプ容量ｑ１ｍとした後、ファン所定回転数時のポンプ容量ｑ１ｐ、あるいはファンアイドリング回転数時のポンプ容量ｑ１ｉへと増加させる。この結果、油圧駆動ファン７の回転が急激に変動するのを抑え、油圧回路内でのピーク圧やハンチングの発生を抑えることができる。

さらに、油圧駆動ファン制御装置１は、油圧駆動ファン７の回転数を変化させるときには、流量制御バルブ８に対し、所定の単位時間あたりの所定の変化量をもってバルブ制御信号を出力すると共に、油圧ポンプ２に対し、所定の単位時間あたりの所定の変化量をもってポンプ制御信号を出力する。これにより、油圧モータ６に供給される圧油の流量を徐々に増大させることができる。この結果、油圧駆動ファン７の回転が急激に変動するのを抑えることができ、油圧回路内でのピーク圧やハンチングの発生を抑えることができる。

次に、図９ないし図１３は、本発明の第２の実施の形態を示し、第２の実施の形態の特徴は、第１の実施の形態によるリリーフバルブ１０を可変リリーフバルブとしたことにある。なお、第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略する。

図９に示す油圧駆動ファン制御装置２１は、第１の実施の形態によるものと同様に、油圧ポンプ２、油圧モータ６、油圧駆動ファン７、流量制御バルブ８、回転数検出器１４、圧力検出器１５、コントローラ１６等により構成されている。しかし、油圧駆動ファン制御装置２１は、ファン管路５の途中に可変リリーフバルブ２２が設けられている点で、第１の実施の形態による油圧駆動ファン制御装置１とは異なっている。

可変リリーフバルブ２２は、ファン管路５の途中に設けられ、油圧ポンプ２からファン管路５に吐出される圧油の吐出圧を設定し、過剰圧をタンク３に排出する。可変リリーフバルブ２２は、圧力制御部２２Ａを有し、可変リリーフバルブ２２のリリーフ圧Ｐｒ１（ＭＰａ）は、コントローラ１６から圧力制御部２２Ａに出力されるリリーフ圧制御量Ｃｒ（Ａ）に応じて変化する。リリーフ圧制御量Ｃｒ（Ａ）は、コントローラ１６からの指令電流（制御信号）として圧力制御部２２Ａに供給される。

ここで、コントローラ１６から圧力制御部２２Ａに入力されるリリーフ圧制御量Ｃｒ（Ａ）と、可変リリーフバルブ２２のリリーフ圧Ｐｒ１（ＭＰａ）との関係は、図１０の特性線図のようになる。即ち、リリーフ圧制御量Ｃｒが、第１リリーフ圧制御量Ｃｒ１となる場合には、リリーフ圧Ｐｒ１は、ファン所定回転数時のリリーフ圧Ｐｒ１ｐとなる。リリーフ圧制御量Ｃｒが、第２リリーフ圧制御量Ｃｒ２となる場合には、リリーフ圧Ｐｒ１は、最小のリリーフ圧Ｐｒ１ｍとなる。リリーフ圧制御量Ｃｒが、第３リリーフ圧制御量Ｃｒ３となる場合には、リリーフ圧Ｐｒ１は、ファンアイドリング回転数時のリリーフ圧Ｐｒ１ｉとなる。

第２の実施の形態による油圧駆動ファン制御装置２１は、上述の如き構成を有するもので、次に、コントローラ１６によるファン所定回転数制御について、図１１を参照しつつ説明する。

図１１に示されるファン所定回転数制御において、演算制御部１６Ｄは、ステップ６１でファンアイドリング回転数フラグをオフにする。次に、ステップ６２において、演算制御部１６Ｄは、ファン所定回転数時の油圧モータ６に供給される圧油の圧力Ｐ２、流量制御バルブ８を通過する圧油の流量Ｑ２、油圧ポンプ２のポンプ容量ｑ１ｐ、可変リリーフバルブ２２のリリーフ圧Ｐｒ１ｐを記憶部１６Ｃから読み込む。

次に、ステップ６３において、演算制御部１６Ｄは、ファン回転停止フラグがオンになっているか否かを判定し、「ＮＯ」と判定した場合にはステップ６７に進み、「ＹＥＳ」と判定した場合にはステップ６４に進む。ステップ６４において、演算制御部１６Ｄは、油圧ポンプ２のレギュレータ２Ｂに出力されるポンプ制御量Ｃｐが、第２ポンプ制御量Ｃｐ２であるか否かを判定する。ステップ６４で「ＮＯ」と判定した場合には、演算制御部１６Ｄは、ステップ６５において、油圧ポンプ２のレギュレータ２Ｂに第２ポンプ制御量Ｃｐ２を出力する。

ステップ６４で「ＹＥＳ」と判定した場合には、演算制御部１６Ｄは、ステップ６６においてファン回転停止フラグをオフにした後、ステップ６７に進む。ステップ６７において、演算制御部１６Ｄは、可変リリーフバルブ２２の圧力制御部２２Ａに対し、第１リリーフ圧制御量Ｃｒ１を出力し、可変リリーフバルブ２２のリリーフ圧Ｐｒ１を、ファン所定回転数時のリリーフ圧Ｐｒ１ｐとする。

次に、ステップ６８において、演算制御部１６Ｄは、流量制御バルブ８のソレノイド部８Ａに出力されるバルブ制御量Ｃｖが、第１バルブ制御量Ｃｖ１であるか否かを判定する。ステップ６８で「ＮＯ」と判定した場合には、ステップ６９において、演算制御部１６Ｄは、流量制御バルブ８のソレノイド部８Ａに対し、所定の単位時間あたりの所定の変化量をもって第１バルブ制御量Ｃｖ１を出力する。一方、ステップ６８で「ＹＥＳ」と判定した場合には、演算制御部１６Ｄは、ステップ７０において、油圧ポンプ２のレギュレータ２Ｂに出力されるポンプ制御量Ｃｐが、第１ポンプ制御量Ｃｐ１であるか否かを判定する。

ステップ７０で「ＮＯ」と判定した場合には、演算制御部１６Ｄは、ステップ７１において、油圧ポンプ２のレギュレータ２Ｂに対し、第１ポンプ制御量Ｃｐ１を所定の単位時間あたりの所定の変化量をもって出力する。ステップ７０で「ＹＥＳ」と判定した場合には、油圧ポンプ２のポンプ容量ｑ１がファン所定回転数時のポンプ容量ｑ１ｐとなっているため、油圧モータ６は、油圧駆動ファン７をファン所定回転数で回転させることができる。そして、演算制御部１６Ｄは、ステップ７２において、ファン所定回転数フラグをオンにした後、制御処理を終了する。

次に、コントローラ１６によるファンアイドリング回転数制御について、図１２を参照しつつ説明する。

図１２に示されるファンアイドリング回転数制御において、演算制御部１６Ｄは、ステップ８１でファン所定回転数フラグをオフにする。次に、ステップ８２において、演算制御部１６Ｄは、ファンアイドリング回転数時の油圧モータ６に供給される圧油の圧力Ｐ２、流量制御バルブ８を通過する圧油の流量Ｑ２、油圧ポンプ２のポンプ容量ｑ１ｉ、可変リリーフバルブ２２のリリーフ圧Ｐｒ１ｉを記憶部１６Ｃから読み込む。

次に、ステップ８３において、演算制御部１６Ｄは、圧力検出器１５からの検出信号に基づいて油圧ポンプ２の吐出圧Ｐ１を取得する。続くステップ８４において、演算制御部１６Ｄは、ファン回転停止フラグがオンになっているか否かを判定し、「ＮＯ」と判定した場合にはステップ８８に進み、「ＹＥＳ」と判定した場合には、ステップ８５に進む。ステップ８５において、演算制御部１６Ｄは、油圧ポンプ２のレギュレータ２Ｂに出力されるポンプ制御量Ｃｐが、第２ポンプ制御量Ｃｐ２であるか否かを判定する。ステップ８５で「ＮＯ」と判定した場合には、演算制御部１６Ｄは、ステップ８６において、油圧ポンプ２のレギュレータ２Ｂに第２ポンプ制御量Ｃｐ２を出力する。

ステップ８５で「ＹＥＳ」と判定した場合には、演算制御部１６Ｄは、ステップ８７においてファン回転停止フラグをオフにした後、ステップ８８に進む。ステップ８８において、演算制御部１６Ｄは、可変リリーフバルブ２２の圧力制御部２２Ａに対し、第３リリーフ圧制御量Ｃｒ３を出力し、可変リリーフバルブ２２のリリーフ圧Ｐｒ１を、ファンアイドリング回転数時のリリーフ圧Ｐｒ１ｉとする。これにより、油圧ポンプ２からファン管路５に吐出する圧油の吐出圧が、ファンアイドリング回転数時の吐出圧に制限される。

次に、ステップ８９において、演算制御部１６Ｄは、油圧ポンプ２のレギュレータ２Ｂに出力されるポンプ制御量Ｃｐが、油圧ポンプ２をファンアイドリング回転数時のポンプ容量ｑ１ｉとするための第３ポンプ制御量Ｃｐ３であるか否かを判定する。ステップ８９で「ＮＯ」と判定した場合には、演算制御部１６Ｄは、ステップ９０において、油圧ポンプ２のレギュレータ２Ｂに対し、第３ポンプ制御量Ｃｐ３を所定の単位時間あたりの所定の変化量をもって出力する。

ステップ８９で「ＹＥＳ」と判定した場合には、演算制御部１６Ｄは、ステップ９１において、ファンアイドリング回転数フラグをオンにした後、ステップ９２に進む。ステップ９２において、演算制御部１６Ｄは、流量制御バルブ８のソレノイド部８Ａに対し、所定の単位時間あたりの所定の変化量で第１バルブ制御量Ｃｖ１を出力し、流量制御バルブ８の開口面積Ａ１を最大とする。このとき、ファン管路５内の圧力は、可変リリーフバルブ２２によってファンアイドリング回転数時のリリーフ圧Ｐｒ１ｉに低下している。このため、開口面積Ａ１が最大となった流量制御バルブ８を通過して油圧モータ６に供給される圧油の圧力Ｐ２を、ファンアイドリング回転数時の圧力Ｐ２ｉとし、油圧モータ６は、油圧駆動ファン７をファンアイドリング回転数で回転させることができる。

次に、コントローラ１６によるファン回転停止制御について、図１３を参照しつつ説明する。

図１３に示されるファン回転停止制御において、演算制御部１６Ｄは、ステップ１０１でファン所定回転数フラグおよびファンアイドリング回転数フラグをオフとし、ファン回転停止フラグをオンとした後、ステップ１０２に進む。ステップ１０２において、演算制御部１６Ｄは、回転数検出器１４により検出されたエンジン回転数Ｎ１と、圧力検出器１５により検出された油圧ポンプ２の吐出圧Ｐ１と、作業機操作装置１３の操作量とを取得する。

続くステップ１０３において、演算制御部１６Ｄは、流量制御バルブ８のソレノイド部８Ａに出力されるバルブ制御量Ｃｖが、第２バルブ制御量Ｃｖ２であるか否かを判定する。ステップ１０３において、「ＮＯ」と判定した場合には、演算制御部１６Ｄは、ステップ１０４で流量制御バルブ８のソレノイド部８Ａに対し、第２バルブ制御量Ｃｖ２を出力する。これにより、流量制御バルブ８の開口面積Ａ１が零となり、油圧モータ６の回転数Ｎ２は零へと移行する。

ステップ１０３において、「ＹＥＳ」と判定した場合には、演算制御部１６Ｄは、ステップ１０５で可変リリーフバルブ２２の圧力制御部２２Ａに所定のリリーフ圧制御量Ｃｒを出力する。これにより、可変リリーフバルブ２２のリリーフ圧Ｐｒ１が、作業機１２の動作に必要な圧力に設定される。

続くステップ１０６において、演算制御部１６Ｄは、ステップ１０２で取得したエンジン回転数Ｎ１と、油圧ポンプ２の吐出圧Ｐ１と、作業機操作装置１３の操作量とに基づいて、作業機１２の動作に必要なポンプ制御量Ｃｐを算出する。そして、ステップ１０７において、演算制御部１６Ｄは、算出したポンプ制御量Ｃｐを油圧ポンプ２のレギュレータ２Ｂに出力し、油圧ポンプ２を、作業機１２の動作に必要なポンプ容量ｑ１とする。これにより、作業機１２は、油圧ポンプ２から供給される圧油によって作動することができる。

かくして、第２の実施の形態による油圧駆動ファン制御装置２１は、第１の実施の形態と同様に、ダンプトラックの稼働状況に応じてエンジン回転数Ｎ１が変動したとしても、油圧モータ６の回転数Ｎ２を、ファン所定回転数、ファンアイドリング回転数、零の３種類に設定することができる。従って、油圧モータ６の回転数Ｎ２が、エンジン回転数Ｎ１の変動に伴って細かく変動するのを抑えることができる。

しかも、油圧駆動ファン制御装置２１は、可変リリーフバルブ２２によってファン管路５内の最大圧力を適宜に調整することができる。従って、油圧モータ６の回転数Ｎ２を、ファン所定回転数、ファンアイドリング回転数、零の３種類に制御するときに、それぞれの回転数に適したファン管路５内の最大圧力を設定することができる。

次に、図１４ないし図１７は、本発明の第３の実施の形態を示し、第３の実施の形態の特徴は、油圧駆動ファンに対するファンアイドリング回転数制御が行われず、ファン所定回転数制御とファン回転停止制御との２種類の制御が行われることにある。なお、第３の実施の形態による油圧駆動ファン制御装置の構成は、図１に示す油圧駆動ファン制御装置１と同一である。

コントローラ１６は、図１４に示される判別処理によって、油圧駆動ファン７に対し、ファン所定回転数制御とファン回転停止制御のどちらを適用するか判別する。

コントローラ１６は、ステップ１１１において、回転数検出器１４により検出されたエンジン回転数Ｎ１と、作業機操作装置１３の操作量とを取得し、記憶部１６Ｃに記憶する。次に、ステップ１１２において、演算制御部１６Ｄは、作業機操作装置１３によって作業機１２が操作されているか否かを判定する。ステップ１１２において、「ＹＥＳ」と判定した場合にはステップ１１３に進み、図１６に示すファン回転停止制御を行う。ステップ１１２において、「ＮＯ」と判定した場合には、演算制御部１６Ｄは、ステップ１１４でエンジン回転数Ｎ１が所定エンジン回転数Ｎ１ｓ以上となる継続時間を計測する。

次に、ステップ１１５において、演算制御部１６Ｄは、エンジン回転数Ｎ１が所定エンジン回転数Ｎ１ｓ以上の値を一定時間以上継続しているか否かを判定する。ステップ１１５で「ＮＯ」と判定した場合にはステップ１１３に進み、図１６に示すファン回転停止制御を行う。一方、ステップ１１５で「ＹＥＳ」と判定した場合には、演算制御部１６Ｄは、ステップ１１６に進み、図１５に示すファン所定回転数制御を行う。

このように、第３の実施の形態では、コントローラ１６は、作業機１２が操作された場合と、エンジン回転数Ｎ１が所定エンジン回転数Ｎ１ｓ以上の値を一定時間以上継続していない場合には、ファン回転停止制御を行う。また、コントローラ１６は、エンジン回転数Ｎ１が所定エンジン回転数Ｎ１ｓ以上の値を一定時間以上に亘って継続している場合には、ファン所定回転数制御を行う。

次に、コントローラ１６によるファン所定回転数制御について、図１５を参照しつつ説明する。

図１５に示されるファン所定回転数制御において、演算制御部１６Ｄは、ステップ１２１でファン所定回転数時の油圧ポンプ２のポンプ容量ｑ１を記憶部１６Ｃから読込み、ステップ１２２に進む。ステップ１２２において、演算制御部１６Ｄは、油圧ポンプ２のレギュレータ２Ｂに出力されるポンプ制御量Ｃｐが、第２ポンプ制御量Ｃｐ２であるか否かを判定する。ステップ１２２で「ＮＯ」と判定した場合には、演算制御部１６Ｄは、ステップ１２３において、油圧ポンプ２のレギュレータ２Ｂに対し、第２ポンプ制御量Ｃｐ２を出力する。ステップ１２２で「ＹＥＳ」と判定した場合には、演算制御部１６Ｄは、ステップ１２４において、流量制御バルブ８のソレノイド部８Ａに出力されるバルブ制御量Ｃｖが、第１バルブ制御量Ｃｖ１であるか否かを判定する。

ステップ１２４で「ＮＯ」と判定した場合には、演算制御部１６Ｄは、ステップ１２５において、ソレノイド部８Ａに対し、所定の単位時間あたりの所定の変化量をもって第１バルブ制御量Ｃｖ１を出力する。ステップ１２４で「ＹＥＳ」と判定した場合には、演算制御部１６Ｄは、ステップ１２６において、油圧ポンプ２のレギュレータ２Ｂに出力されるポンプ制御量Ｃｐが、第１ポンプ制御量Ｃｐ１であるか否かを判定する。

ステップ１２６で「ＮＯ」と判定した場合には、演算制御部１６Ｄは、ステップ１２７において、油圧ポンプ２のレギュレータ２Ｂに対し、所定の単位時間あたりの所定の変化量をもって第１ポンプ制御量Ｃｐ１（Ａ）を出力する。一方、ステップ１２６で「ＹＥＳ」と判定した場合には、油圧ポンプ２のポンプ容量ｑ１がファン所定回転数時のポンプ容量ｑ１ｐとなっているため、油圧モータ６は、油圧駆動ファン７をファン所定回転数で回転させることができる。そして、演算制御部１６Ｄは、ステップ１２８において、ファン所定回転数フラグをオンにした後、制御処理を終了する。

次に、コントローラ１６によるファン回転停止制御について、図１６を参照しつつ説明する。

図１６に示すファン回転停止制御において、演算制御部１６Ｄは、ステップ１３１において、ファン所定回転数フラグをオフとした後、ステップ１３２に進む。ステップ１３２において、演算制御部１６Ｄは、回転数検出器１４により検出されたエンジン回転数Ｎ１と、圧力検出器１５により検出された油圧ポンプ２の吐出圧Ｐ１と、作業機操作装置１３の操作量とを取得する。

続くステップ１３３において、演算制御部１６Ｄは、流量制御バルブ８のソレノイド部８Ａに出力されるバルブ制御量Ｃｖが、第２バルブ制御量Ｃｖ２であるか否かを判定する。ステップ１３３において、「ＮＯ」と判定した場合には、演算制御部１６Ｄは、ステップ１３４でソレノイド部８Ａに対し、第２バルブ制御量Ｃｖ２を出力する。これにより、流量制御バルブ８の開口面積Ａ１が零となり、油圧モータ６の回転数Ｎ２は零へと移行する。

一方、ステップ１３３において「ＹＥＳ」と判定した場合には、演算制御部１６Ｄは、ステップ１３５で作業機１２の動作に必要なポンプ制御量Ｃｐを算出する。そして、演算制御部１６Ｄは、ステップ１３６において、算出したポンプ制御量Ｃｐを油圧ポンプ２のレギュレータ２Ｂに出力する。これにより、油圧ポンプ２が、作業機１２の動作に必要なポンプ容量ｑ１となり、作業機１２は、油圧ポンプ２から供給される圧油によって作動することができる。

次に、第３の実施の形態による油圧駆動ファン制御装置の作用効果について、図１７を参照しつつ説明する。

図１７において、時点ｔ０からｔ１までの間は、ダンプトラックが、例えば荷下し場所に向けて走行し、時点ｔ５からｔ６までの間は、ダンプトラックが積荷場所に向けて走行している状態である。この時点ｔ０からｔ１までの間、および時点ｔ５からｔ６までの間は、エンジン４のエンジン回転数Ｎ１は、特性線１７で示すように、所定エンジン回転数Ｎ１ｓ以上の値を一定時間ｔｓ以上にわたって継続している。この時点ｔ０からｔ１までの間、および時点ｔ５からｔ６までの間は、油圧駆動ファン７は、図１５に示すファン所定回転数制御によって制御される。これにより、時点ｔ０からｔ１までの間、および時点ｔ５からｔ６までの間は、油圧駆動ファン７を駆動する油圧モータ６の回転数Ｎ２は、特性線２３で示すように、ファン所定回転数となる。

次に、時点ｔ１からｔ２までの間は、ダンプトラックが減速しながら荷下し場所に接近して停止する状態にあり、時点ｔ２からｔ３までの間は、ダンプトラックが荷下し作業を行っている状態にある。また、時点ｔ３からｔ４までの間は、ダンプトラックが走行速度を調整しながら荷下し場所から積荷場所へと走行する状態にある。この時点ｔ１からｔ４までの間は、エンジン回転数Ｎ１は、特性線１７で示すように細かく変動する。

第３の実施の形態では、時点ｔ１からｔ５までの間は、油圧駆動ファン７は、図１６に示すファン回転停止制御によって制御される。この時点ｔ１からｔ５までの間は、流量制御バルブ８の開口面積Ａ１は零となり、油圧駆動ファン７の惰性による回転が終了した後には、特性線２３のように、油圧モータ６の回転数Ｎ２は零となる。この結果、油圧駆動ファン７は停止した状態を保持するので、エンジン回転数Ｎ１の変動に伴う油圧駆動ファン７の回転数の変動を抑えることができる。

かくして、第３の実施の形態によれば、ダンプトラックの稼働時に、エンジン回転数Ｎ１が、図１７中の特性線１７のように変動したとしても、油圧駆動ファン７を回転させる油圧モータ６の回転数Ｎ２を、特性線２３のように、ファン所定回転数と零との２種類に制御することができる。従って、油圧モータ６の回転数Ｎ２が、図１７中の二点鎖線で示す特性線２４のように細かく変動するのを抑えることができる。この結果、油圧回路内でのピーク圧やハンチングの発生を抑えることができ、油圧回路を構成する油圧機器の寿命を延ばすことができる。

なお、実施の形態では、油圧ポンプ２のポンプ容量ｑ１は、レギュレータ２Ｂに入力されるポンプ制御量Ｃｐの値が小さいほど増加する場合を例に挙げている。しかし、本発明はこれに限らず、ポンプ制御量Ｃｐの値が小さいほどポンプ容量ｑ１が減少する構成としてもよい。

また、実施の形態では、ソレノイド部８Ａに制御信号が入力されていないときには閉弁し、制御信号が入力されたときに開弁する常閉型の流量制御バルブ８を用いた場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、常開型の流量制御バルブ８を用いてもよい。

また、実施の形態では、油圧駆動ファン７を停止状態から回転させるときには、油圧ポンプ２のポンプ容量ｑ１を一度最小のポンプ容量ｑ１ｍとした後、ファン所定回転数時のポンプ容量ｑ１ｐ、あるいはファンアイドリング回転数時のポンプ容量ｑ１ｉへと増加させる場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、流量制御バルブ８の開口面積Ａ１を一度最小とした後、ファン所定回転数時の最大の開口面積、あるいはファンアイドリング回転数時の開口面積Ａ１ｉへと増加させる構成としてもよい。

また、実施の形態では、作業機１２が作動している間は、油圧駆動ファン７の回転を停止させる場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば作業機１２に供給すべき圧油の流量、圧力を確保した状態で、同時に油圧モータ６に圧油を供給することにより、作業機１２の作動時に油圧駆動ファン７を回転させる構成としてもよい。

１，２１油圧駆動ファン制御装置
２油圧ポンプ
２Ｂレギュレータ（容量可変部）
４エンジン（原動機）
５ファン管路（管路）
６油圧モータ
７油圧駆動ファン
８流量制御バルブ
８Ａソレノイド部（パイロット部）
１２作業機
１３作業機操作装置
１４回転数検出器
１５圧力検出器
１６コントローラ
１６Ｄ演算制御部

Claims

原動機により駆動され容量可変部に入力される制御信号に応じて吐出容量を変化させる可変容量型油圧ポンプと、前記可変容量型油圧ポンプから供給される圧油により駆動される油圧モータと、前記油圧モータにより駆動される油圧駆動ファンと、前記可変容量型油圧ポンプと前記油圧モータとの間を接続する油路の途中に設けられ、パイロット部に入力される制御信号に応じて前記油圧モータに供給される圧油の流量を変化させる流量制御バルブと、前記原動機の回転数を検出する回転数検出器と、前記回転数検出器の検出値に基づいて前記可変容量型油圧ポンプおよび前記流量制御バルブに制御信号を出力するコントローラとを備えてなる油圧駆動ファン制御装置において、
前記コントローラは、
前記回転数検出器の検出値が所定の閾値以上の値のままタイマー部の出力時間が一定時間以上継続したときには、前記油圧駆動ファンを第１の回転数で回転させるため前記流量制御バルブに第１のバルブ制御信号を出力し、前記閾値以上の値のまま前記タイマー部の出力時間が一定時間以上継続しないときには、前記油圧駆動ファンの回転を停止させるために前記流量制御バルブに流量が最小となる第２のバルブ制御信号を出力し、
前記回転数検出器の検出値が前記閾値以上の値のまま前記タイマー部の出力時間が一定時間以上継続したときには、前記油圧駆動ファンを前記第１の回転数で回転させるため前記可変容量型油圧ポンプに第１のポンプ制御信号を出力し、前記閾値以上の値のまま前記タイマー部の出力時間が一定時間以上継続しないときには、前記油圧駆動ファンの回転を停止させるために前記可変容量型油圧ポンプに吐出容量が最小となる第２のポンプ制御信号を出力する演算制御部を備え、
前記演算制御部は、前記回転数検出器の検出値が前記閾値以上の値のまま前記タイマー部の出力時間が一定時間以上継続せずかつ零より大きいときには、前記油圧駆動ファンを前記第１の回転数よりも少ない第２の回転数で回転させるため前記流量制御バルブに第３のバルブ制御信号を出力し、
前記演算制御部は、前記回転数検出器の検出値が前記閾値以上の値のまま前記タイマー部の出力時間が一定時間以上継続せずかつ零より大きいときには、前記油圧駆動ファンを前記第１の回転数よりも少ない第２の回転数で回転させるため前記可変容量型油圧ポンプに第３のポンプ制御信号を出力することを特徴とする油圧駆動ファン制御装置。
前記油圧駆動ファンを停止した状態から回転させるときには、前記演算制御部は、前記流量制御バルブに前記第２のバルブ制御信号を出力して流量を最小とし、前記演算制御部は、前記可変容量型油圧ポンプに前記第２のポンプ制御信号を出力して吐出容量を最小とすることを特徴とする請求項１に記載の油圧駆動ファン制御装置。
前記可変容量型油圧ポンプから供給される圧油によって駆動される油圧アクチュエータを備えた作業機と、前記作業機を操作するために設けられ操作に応じて検出信号を出力する作業機操作装置とを備え、
前記作業機操作装置から前記作業機操作装置が操作されたことを示す検出信号が出力されたときには、前記演算制御部は、前記流量制御バルブに前記第２のバルブ制御信号を出力して流量を最小とし、前記演算制御部は、前記可変容量型油圧ポンプに前記第２のポンプ制御信号を出力して吐出容量を最小とすることを特徴とする請求項１に記載の油圧駆動ファン制御装置。
前記可変容量型油圧ポンプからの吐出圧を検出する圧力検出器を備え、
前記演算制御部は、前記流量制御バルブに出力する前記第３のバルブ制御信号の値を前記圧力検出器からの検出信号に基づいて算出し、前記演算制御部は、前記可変容量型油圧ポンプに出力する前記第３のポンプ制御信号の値を前記圧力検出器からの検出信号に基づいて算出することを特徴とする請求項１に記載の油圧駆動ファン制御装置。
前記演算制御部は、前記流量制御バルブに向けて所定の単位時間あたり所定の変化量をもって前記バルブ制御信号を出力し、
前記演算制御部は、前記可変容量型油圧ポンプに向けて所定の単位時間あたり所定の変化量をもって前記ポンプ制御信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の油圧駆動ファン制御装置。